ولوس (به یونانی: Βόλος) یک شهر بندری ساحلی است. این شهر با جمعیت 144449 نفر (2011) ششمین شهر پرجمعیت یونان نیز هست. این یک مرکز صنعتی مهم است، در حالی که بندر آن پلی بین اروپا و آسیا است. در حال حاضر 5 ایستگاه در Volos وجود دارد: یکی از EPA یونان ، داده‌های ساعتی را از یک ایستگاه حرفه‌ای BAM ارائه می‌کند، و 4 ایستگاه کم‌هزینه زمان واقعی از شبکه lutf-daten :

ایستگاه EPA Volos در ساختمان اداره غیرمتمرکز تسالی و یونان مرکزی واقع شده است. تمام ایستگاه های دیگر نیز در مناطق مسکونی قرار دارند، به استثنای آرگونافتون که در کنار بندر قرار دارد.

ترافیک در بندر ناچیز نیست، به طور متوسط حدود 8 کشتی در روز وارد / خروج می شود ، که 80٪ کشتی ها محموله هستند - در زمان نوشتن.

یکی از مشکلات شناخته شده محموله ها می تواند آلودگی ذرات لوله های اگزوز به دلیل سوخت کم کیفیت باشد. اما با نگاهی به چشم‌اندازی که ایستگاه آرگونافتون در آن قرار دارد، فاصله تا محموله‌ها به اندازه‌ای است که منبع آلودگی هوا ثابت نباشد. می توان انتظار داشت که چند بار شاهد آلودگی هوا در آرگونافتون باشیم، به خصوص زمانی که قایق های بزرگ در حال مانور هستند، اما نه همیشه. به هر حال، این تنها 8 کشتی در روز مانور می دهند.

بر اساس اطلاعات به دست آمده از مکان ایستگاه ها، می توان انتظار داشت که همه ایستگاه ها در مورد سطوح مشابه آلودگی هوا به استثنای رویدادهای پراکنده آلودگی بالاتر برای آرگونافتون توافق داشته باشند. اما خب، متأسفانه، این واقعاً چنین نیست، همانطور که از نمودار نمودار سری زمانی زیر تأیید شده است:

نمودار سری زمانی به وضوح نشان می دهد که داده های Argonafton در مقایسه با ایستگاه های دیگر بیش از حد تخمین زده شده است. به طور مشابه، به نظر می‌رسد که داده‌های Dimarxou کمتر برآورد شده است.

برای برجسته کردن این موضوع بهتر است که صدک 75 AQI روزانه را تجسم کنید که با استفاده از محدوده رنگی AQI مربوطه ترسیم شده است. انحراف از آرگونافتون آشکار است. علاوه بر این، می توان دو خوشه را در اطراف Riga-Feraiou+Kasthanaías و Volos EPA+Dimarxou متمایز کرد.

وقتی صحبت از مقایسه سری های زمانی همبسته می شود، بهترین کار این است که توزیع های احتمالی آنها را مقایسه کنید. 3 نمودار زیر توزیع چگالی، CDF (تابع توزیع تجمعی) و QQ (با استفاده از Volos EPA به عنوان CDF مرجع) را نشان می دهد. همه آن 3 نمودار بر اساس داده های سری زمانی 30 روز گذشته هستند، اما شما همچنین می توانید یک محدوده زمانی خاص را در اولین نمودارهای سری زمانی انتخاب کنید و آن 3 نمودار با استفاده از مقادیر محدوده زمانی داده شده به روز می شوند.

با نگاهی به توزیع احتمالی با چشم غیرمسلح، بدیهی است که تفاوت زیادی بین Argonafton، Dimarxou و ایستگاه EPA مرجع Volos وجود دارد. شایان ذکر است که یک "برآمدگی" در اطراف AQI 150 وجود دارد: دلیل آن این است که نمودار توزیع به جای غلظت خام بر اساس AQI است و محدوده AQI فشرده تر [150,200] (در مقایسه با [100,150]) متراکم AQI برای > 150 در مقایسه با <150.

وقتی نوبت به کمی کردن این تفاوت می‌رسد، می‌توان از مفهوم فاصله آماری برای تعیین کمیت «خوبی برازش» استفاده کرد. شناخته شده ترین فاصله ها عبارتند از فواصل کولموگروف-اسمیرنوف، واسرشتاین و کرامر-فون میزس (برای معرفی خوب در مورد این فواصل، به این توضیحات عالی مراجعه کنید). جدول زیر فواصل را بر اساس داده های 30 روزه نشان می دهد (اگر محدوده زمانی را از نمودار سری زمانی اصلی انتخاب کنید، مقادیر به روز می شوند).

در حالی که فاصله کولموگروف-اسمیرنوف به درستی فواصل نسبی را نشان نمی دهد (با برجسته کردن دیمارکسو تا آرگونافتون)، هر دو فاصله Wasserstein و Cramér-Von Mises فاصله آشکار بزرگتری را برای Argonafton مشخص می کنند. مقادیر جدول فوق بر اساس داده های 30 روزه است. 3 نمودار زیر بر اساس میانگین متحرک 7 روزه در 30 روز گذشته است.

این نمودارها تأیید می‌کنند که با استفاده از فاصله Wasserstein یا Cramér-Von، فاصله از ایستگاه Argonafton و Volos EPA حداقل دو برابر بیشتر از فاصله ایستگاه‌های دیگر است.

برای تایید این فرضیه که ایستگاه ارگونافتون خوانش غلظت غیرعادی و بیش از حد تخمین زده شده را تولید می کند، باید به داده های هواشناسی نگاه کنیم: شرایطی که در آن ایستگاه آرگونافتون می تواند غلظت بالاتری را مشاهده کند، زمانی است که باد از سمت جنوب می وزد. یعنی جایی که باد دود لوله های اگزوز محموله را به سمت ایستگاه می برد.

اولین قدم بررسی میانگین جهت و سرعت باد در 30 روز گذشته است. داده های باد از هر دو ایستگاه METAR فرودگاه Volos و همچنین ایستگاه هواشناسی Netatmo Tthiseos به دست آمده است. دو گل رز باد نشان دهنده تعداد دفعاتی است که باد در هر جهت می وزد.

هر دو طرح گل رز باد نشان می دهد که باد عمدتاً از غرب یا شرق و بسیار کمتر از جنوب می وزد. از آنجایی که در قسمت شمالی ولوس کوه هایی وجود دارد، اساساً هیچ بادی از سمت شمال وجود ندارد.

بر اساس این تایید تجربی که باد کمتر از سمت جنوب می وزد، نمی توان نتیجه گرفت که لوله های اگزوز محموله علت غلظت بالای PM _2.5 برای ایستگاه آرگونافتون هستند. این فرضیه همچنین با نمودار همبستگی بین 3 ایستگاه و جهت باد فرودگاه باطل می شود، که نشان می دهد هیچ شواهد روشنی (برای هیچ یک از ایستگاه ها) وجود ندارد که باد جنوبی دلالت بر غلظت بالایی دارد.

در آخر، ما همچنین باید بررسی کنیم که آیا مشکل آرگونافتون می تواند مربوط به رطوبت نسبی باشد یا خیر. به عنوان مثال، مشکل می تواند به دلیل رطوبت بیشتر باشد که اندازه ذرات را بزرگتر می کند و در نتیجه غلظت بالاتر را نشان می دهد. نمودار همبستگی زیر تأیید می کند که این درست نیست، زیرا هیچ شواهد واضحی مبنی بر متناسب بودن غلظت با رطوبت وجود ندارد.

در این مقاله، ما به بررسی ابزارهای کمی و کیفی داده‌ها برای ایستگاه‌های بلادرنگ پرداخته‌ایم. با فرض وجود یک ایستگاه قابل اعتماد مرجع، نشان داده‌ایم که کمی‌سازی با استفاده از فاصله Cramér-von Mises یا Wasserstein می‌تواند مشکلات مربوط به هر داده ایستگاه را نشان دهد.

ما همچنین نشان دادیم که فاصله به خودی خود کافی نیست و برای دقیق تر، باید زمینه ایستگاه را درک کرد. مانند موقعیت مکانی و شرایط هواشناسی. با این حال، از آنجایی که زمینه چیزی نیست که بتوان آن را خودکار کرد، راه حل نهایی مورد استفاده برای پروژه WAQI عبارت است از تعیین ایستگاهی که فاصله آماری آن تا ایستگاه مرجع کمتر از 1/4 است. این در هفته‌های آینده اعمال خواهد شد (برای نقشه ایستگاه‌های بی‌درنگ به aqicn.org/station/ مراجعه کنید.

این مقاله بخشی از این مجموعه است و در مقاله بعدی به بررسی ابزارهای ایستگاه صلاحیت که در آن هیچ ایستگاه مرجعی وجود ندارد خواهیم پرداخت.